Kaj je dinamometer z vrtinčnim tokom: gradnja in njegovo delovanje

Kaj je dinamometer z vrtinčnim tokom: gradnja in njegovo delovanje

Vrtinčni tok dinamometer je posebna naprava z manj izgubami, visokim izkoristkom in bolj vsestranska v primerjavi z običajnim mehanskim dinamometrom. V dinamometru z vrtinčnim tokom so izgube manjše zaradi odsotnosti fizičnega stika med navitji in vzbujanjem. Zaradi svoje majhnosti in kombabilnosti ima številne aplikacije in se celo v nekaterih primerih, kot je preizkušanje zmogljivosti motorja z notranjim zgorevanjem, uporablja kot obremenitev. Ta članek obravnava pregled dinamometra z vrtinčnimi tokovi.



Kaj je dinamometer z vrtinčnim tokom?

Dinamometer z vrtinčnim tokom je elektromehanska naprava za pretvorbo energije, ki mehansko energijo pretvori v električno. V osnovi uporablja Faradayev zakon elektromagnetna indukcija kot njegovo načelo dela. Shema dinamometra je prikazana spodaj.


Gradnja

Gradnja



Konstrukcijski vidiki dinamometra z vrtinčnimi tokovi so prikazani na zgornji sliki. Sestavljen je iz zunanjega okvirja kot statorja, ki se imenuje tudi nepremični člen stroja. Stator je sestavljen iz navitij, ki so nameščeni v režah statorja. Ko so navitja statorja vzbujena, se v statorskih tuljavah ustvari magnetno polje statorja. Pri visoko ocenjenih strojih so v reže statorja nameščene 3-fazne navitja.

Statorska navitja so izdelana iz bakra. Zunanji okvir, to je stator, je v primeru občutljivih primerov narejen iz magnetnega materiala, kot sta litega železa ali silicijevega jekla. Vrtljivi člen se imenuje rotor, ki se drži pod statorskimi tuljavami. Rotor je nameščen na gredi, tako da se lahko vrti. Navitja rotorja so nameščena na režah rotorja. Pri težkih strojih se uporabljajo trifazna navitja rotorja, ki jih je treba držati na režah rotorja.



Rotor mora biti povezan z glavnim pogonom, tako da ko se glavni pogon vrti, zagotavlja mehanski vhod v napravo. Za vzbujanje navitij statorja se uporablja enosmerni tok. V primeru velikih strojev usmernik enote se uporabljajo za dosego tega enosmernega napajanja. Za velike stroje se olje uporablja za hlajenje in izolacijo statorskih navitij. To je pomembno za odvajanje proizvedene toplote.

Ko se merilnik toka, kot je prikazano na diagramu, uporabi za merjenje proizvedenega toka in povzročenega navora. Kazalec je z roko povezan s statorjem, ki lahko meri navor, ustvarjen v rotorju. In s poznavanjem hitrosti lahko z uporabo te vrednosti navora izračunamo moč, ki jo ustvari stroj.


Dinamometer deluje

Dinamometer z vrtinčnim tokom deluje po principu Faradayevega zakona elektromagnetne indukcije. V skladu z zakonom, kadar pride do relativnega premika med nizom vodnikov in magnetnim poljem, se na kompletu vodnika inducira EMS. Ta emf se imenuje dinamično inducirana emf. V primeru dinamometra, ko so polovi statorja vzbujeni z enosmernim tokom, ki je povezan s statorjem.

Delo

Delo

Ko je priključen enosmerni tok, se statorske tuljave vzbudijo in v tuljih statorja nastane magnetno polje. V primeru trifaznega stroja dobimo 3-fazno vrteče se magnetno polje v tuljavah statorja, ko so tuljave vzbujene s trifaznim napajanjem. Ko se glavni pogon vrti, se rotor, tuljave rotorja vrtijo in delujejo z magnetnim poljem statorja.

Upoštevati je treba, da je pri tem statorsko magnetno polje statične narave. Ker je vzbujanje enosmerno, dobimo statično magnetno polje. Ko tuljave rotorja prerežejo magnetno polje statorja, nastane EMS, ker je v tem primeru magnetno polje statično in se vodniki vrtijo. Torej obstaja relativni premik med magnetnim poljem in vodniki.

Značilnosti vrtinčnega toka Dinamometer

Upoštevati je treba, da se dinamometer z vrtinčnimi tokovi razlikuje od običajnega mehanski dinamometer. V tem primeru, ko rotor dinamometra prere statorsko magnetno polje, se na vodnikih rotorja inducira EMS. V vodijih rotorja teče vrtinčni tok. Smer vrtinčnih tokov je nasprotna spremembi magnetnega pretoka in nastaja v rotorju.

Rotor nasprotuje sili, ki deluje zaradi magnetnega pretoka, vendar se zaradi vnosa glavnega pogona še naprej vrti. In ker med magnetnim poljem in vodniki ni fizičnega stika, so ustvarjene izgube v primerjavi s klasičnim generatorjem zelo manjše.

Za razliko od običajnega mehanskega dinamometra je pri dinamometru z vrtinčnimi tokovi roka povezana s telesom statorja. Na koncu kraka je priključen kazalec, ki lahko meri navor, ki nastane v navitju rotorja. S poznavanjem hitrosti rotorja lahko poznamo količino moči, saj je moč enaka zmnožku navora in hitrosti.

Prednosti dinamometra

Prednosti vrtinčnega toka so

  1. Zaradi manjših izgub zaradi trenja je v primerjavi z običajnim mehanskim dinamometrom učinkovitejši.
  2. Njegova struktura je preprosta
  3. V primerjavi z običajnimi dinamometri lahko z njim upravljate bolj udobno
  4. Zaradi nizke rotacijske vztrajnosti ima hiter dinamični odziv.
  5. Zaradi odsotnosti velikih navitij je število izgub bakra manjše.
  6. Lahko ga enostavno povežete z zunanjo krmilno enoto za nadzor pretoka tokov in celo njegovo krmiljenje.
  7. Zavorni navor je zelo visok
  8. Je zelo natančen in stabilen

Aplikacije

Glavne aplikacije so

  • Preskušanje zmogljivosti motorja z notranjim zgorevanjem
  • Uporablja se v motorju majhne moči
  • Deli za avtomobilski menjalnik
  • Plinske turbine
  • Vodne turbine

Zato smo videli principe delovanja dinamometrov, ki so kompaktni in vsestranski. Pomisliti je treba, kako lahko določimo obratovalne značilnosti vrtinčnega toka dinamometer do ravni običajnih mehanskih dinamometrov?